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bbin宝盈国际_表面等离激元与光子学融合:芯片上超快全光交换新突破

发布日期:2021-07-25 23:30浏览次数:
本文摘要:以光子为信息载体构建超高速超宽带信息处理芯片不仅是信息技术发展的最重要目标也是人们长期执着的梦想之一。芯片上的超高速全光交换需要将规定的输出波导中的信号光转换为规定的输入波导,是构筑超高速超宽带信息处理芯片的最核心器件之一,在该芯片上拒绝实用化的四个最重要的指标是超低功耗、超高速呼叫其构建机制是利用三阶非线性光学Kerr效应,即信号光(或控制光)来诱导折射率变化。

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以光子为信息载体构建超高速超宽带信息处理芯片不仅是信息技术发展的最重要目标也是人们长期执着的梦想之一。芯片上的超高速全光交换需要将规定的输出波导中的信号光转换为规定的输入波导,是构筑超高速超宽带信息处理芯片的最核心器件之一,在该芯片上拒绝实用化的四个最重要的指标是超低功耗、超高速呼叫其构建机制是利用三阶非线性光学Kerr效应,即信号光(或控制光)来诱导折射率变化。另一方面,由于一般的半导体材料和有机聚合物材料的3次非线性光学系数比较小,因此完全依赖于硅系光子学和有机光子学,难以构建低功耗的片上超高速全光交换。

另一方面,喜金属材料内在的欧姆损失是表面等离子体激元的传输损失小,因此完全利用表面等离子体激元难以构建大规模的片上的超高速光交换阵列。因此,目前国际上在这个领域的实验研究中不存在的课题是,光子电路的构建不能进行超强低功耗、超高速呼吁、芯片上启动时、多波长操作者的全光交换。这相当允许片上全光相互交换在超高速超宽带信息处理芯片和光子电路的构建中的应用。

北京大学横旗煌院士和胡小永教授领导的研究小组明确提出了填充强化三次非线性新方法和表面等离子体激元介电电子纳米填充结构的新配置,同时具备皮秒级超高速呼吁和极大三次非线性系数的多成分纳米复合nano-au 3360 然后,结合表面等离子体激元和介电电子学的优势,以具有强光场定位和场强化效果的表面等离子体激元纳米填充室为电源单元,表面等离子体激元纳米填充室取得芯片上表面等离子体激元传感器半透明,可以取得4个工作波长。以超低损失氮化硅狭缝光波导为连接波导,取出用氮化硅狭缝光波导连接4个表面等离子体激元纳米填充室所包含的低损失片上22全光交换器件,在其上面设置纳米复合nano-au 3360 (IR 140330 然后,在纳米复合nano-au : (IR 1403360 PDTP-DFBT )上表面制作氮化硅控制波导,利用上层控制波导的渐逝场启动时电源单元构筑芯片启动时的全光相互交换的功能。将只有光交换的控制光阈值光功率减少4位数,将控制透过减少到450kW/cm2,同时维持63ps的超高速时间呼叫,具备4个工作波长。只构筑光互连功能,也可以利用信号光本身的启动时电源单元构筑。

这样构建了超强低功耗、超高速呼吁、芯片上启动时、多波长操作者的全光交换器件。该研究为解决构建光子器件研究所面临的材料瓶颈问题获得了新的思路,在超大规模切片上构建了只有光交换的实用化研究,并为构建超高速三维构建了光子逻辑处理功能芯片。


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